DE10017256B4 - Process for the production of organic acids by means of high-performance continuous fermentation - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung organischer Säuren durch eine Hochleistungsfermentation bereit, das die folgenden Schritte umfaßt: DOLLAR A kontinuierliche Kultivierung von organische Säuren herstellenden Bakterien und die Gewinnung von organischen Säuren, die in der Kultur hergestellt wurden unter Anwendung einer Zellen-recycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage mit seriell verbundenen Fermentern, wobei jeder von diesen einen Ferementer enthaltend einen Fermenterbottich, Temperatursteuerung, Rührer und pH-Wert-Steuerung umfaßt; mit Pumpen für die Ausstromumwälzung des Mediums aus dem Fermenter; und mit Zellseparatoren zur Trennung und Umwälzung der Medien mit den Pumpen. Gemäß dem vorliegenden Verfahren kann hochkonzentrierte Milchsäure von 90 g/l mit der hohen Produktivität von 50 g/l/h hergestellt werden, was die Anlagenkosten und die Produktionskosten im Massenherstellungsverfahren verringert. Zusätzlich kann die voliegende Erfindung effektiv auf die Herstellung von anderen organischen Säuren, solche wie Essigsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Apfelsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Succinsäure, die die Endprodukthemmung zeigen, angewendet werden.The present invention provides a process for the production of organic acids by high performance fermentation comprising the following steps: DOLLAR A continuous cultivation of bacteria producing organic acids and the recovery of organic acids produced in the culture using a cell-recycling, multi-stage, continuous fermentation plant with serially connected fermenters, each of which comprises a fermenter containing a fermentor vat, temperature control, stirrer and pH control; with pumps for the outflow circulation of the medium from the fermenter; and with cell separators for separating and circulating the media with the pumps. According to the present process, high concentrated lactic acid of 90 g / l can be produced with the high productivity of 50 g / l / h, which reduces the equipment cost and the production cost in the mass production process. In addition, the present invention can be effectively applied to the preparation of other organic acids such as acetic, formic, citric, malic, maleic, fumaric and succinic acid, which exhibit end-product inhibition.
Description
Gegenstand der Erfindungobject the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung organischer Säuren mit einer Hochleistungsfermentation, im besonderen ein Verfahren zur Herstellung organischer Säuren in einer hochleistungsfähigen Art und Weise durch Kultivierung von organische Säuren herstellenden Bakterien in einer Zellenrecycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage.The The present invention relates to a process for the production of organic acids with a high-performance fermentation, in particular a method for the production of organic acids in a high performance Way by cultivating organic acids producing Bacteria in a cell-recycling, multilevel, continuous Fermenter system.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Organische Säuren wie z.B. Milchsäure, Essigsäure und Zitronensäure, die weithin in der Industrie verwendet werden, sind bisher durch chemische Synthese, mittels enzymatischer Reaktionen oder durch mikrobiologische Fermentationsverfahren hergestellt worden. Das Kosten-Nutzen-Problem hat jedoch die Verfügbarkeit von anderen Herstellungsverfahren als die chemische Synthese begrenzt und viele Anstrengungen wurden unternommen, um das chemische Verfahren durch umweltfreundlichere Fermentationsverfahren zu ersetzen. Die Bedeutung von neuen Verfahren wurde erkannt durch die Entdeckung von Mikroorganismen, die in der Lage sind organische Säuren herzustellen, durch die Entwicklung von hochleistungsfähigen Fermentationsverfahren und durch die Verbreitung des Wissens um Umweltprobleme. Obwohl die Fermentationstechnologie gewöhnlich im Herstellungsverfahren für Essigsäure und Zitronensäure angewendet wird, ist der praktische Nutzen von Fermentationsverfahren wegen relativ niedriger Ausbeuten für andere organische Säuren begrenzt oder manchmal völlig verhindert worden (siehe: Roehr, M., Products of Primary Metabolism in: Biotechnology, 2nd Edition, Vol. 6 (Rehm, H, -J., Reed, G., Eds.) Weinheim: Verlag Chemie, 1996).Organic acids such as lactic acid, acetic acid and citric acid, which are widely used in industry, have hitherto been produced by chemical synthesis, by enzymatic reactions or by microbiological fermentation processes. However, the cost-benefit problem has limited the availability of manufacturing processes other than chemical synthesis and many efforts have been made to replace the chemical process with more environmentally friendly fermentation processes. The importance of new methods has been recognized by the discovery of microorganisms capable of producing organic acids through the development of high-performance fermentation processes and the spread of environmental knowledge. Although fermentation technology is commonly employed in the acetic acid and citric acid production process, the practical utility of relatively low yield fermentation processes has been limited or sometimes completely prevented for other organic acids (see: Roehr, M., Products of Primary Metabolism in: Biotechnology, 2 nd Edition, Vol 6 (Rehm, H, J, Reed, G., Eds.). Weinheim:. Verlag Chemie, 1996).
Natürlich wurden viele Ansätze zur Etablierung eines Fermentationsverfahrens für sehr wichtige organische Säuren wie Milchsäure durchgeführt, deren physikalischen Eigenschaften und Fermentationsbedingungen bekannt waren, und die Er gebnisse der Milchsäureherstellung mittels Fermentation wurden auf die Herstellung anderer organischer Säuren übertragen. Im Zuge dieser Aktivitäten wurde die Milchsäurefermentation unter Verwendung natürlich vorkommender Stoffe, wie z.B. Stärke, Glukose, Zucker und Laktose, stets erhöht und hochleistungsfähige Fermentationsverfahren sollten die enorme potentielle Nachfrage erfüllen, während die chemische Synthese der Milchsäure allmählich abnahm.Of course, were many approaches to establish a fermentation process for very important organic acids like lactic acid carried out, their physical properties and fermentation conditions and the results of lactic acid production by fermentation were transferred to the production of other organic acids. In the course of these activities was the lactic acid fermentation below Use of course occurring substances, e.g. Strength, Glucose, sugar and lactose, always increased and high performance fermentation processes should meet the enormous potential demand while chemical synthesis the lactic acid gradually decreased.
Milchsäuren, die im Metabolismus von lebenden Organismen hergestellt werden, sind in einer Vielzahl von fermentierten Nahrungsmitteln, wie z.B. Kimchi (ein traditionelles koreanisches Fermentationserzeugnis) und Yakult, enthalten. Milchsäure wurde seit ihrer ersten Identifizierung durch Scheele im Jahre 1780 hauptsächlich in den USA und in europäischen Ländern hergestellt. Milchsäure, die aufgrund eines chiralen Kohlenstoffatoms optisch aktiv ist, wird in L- und D-Milchsäure klassifiziert, wobei Menschen nur in der Lage sind, die L-Form zu nutzen. Milchsäure wird durch Fermentation von Mikroben in Form von L- oder D-Milchsäure oder abhängig von der Spezifität der Enzyme des Mikroorganismus manchmal als Razematgemisch der zwei Formen hergestellt.Lactic acids that are produced in the metabolism of living organisms in a variety of fermented foods, e.g. Kimchi (a traditional Korean fermentation product) and Yakult, contain. lactic acid has been since its first identification by Scheele in 1780 mainly in the US and in European countries produced. Lactic acid, which is optically active due to a chiral carbon atom, is in L and D-lactic acid classified, whereby humans are only able to the L-form too use. lactic acid is made by fermentation of microbes in the form of L- or D-lactic acid or depending on of specificity the enzymes of the microorganism sometimes as a racemate mixture of the two Molds made.
Da der Weltmarkt bezüglich Milchsäure auf dem Gebiet der Nahrungsmittel und Kosmetika in gewisser Weise begrenzt ist, ist ein neuer Bedarf an den biologisch abbaubaren Polymeren und verschiedenen Lösungsmitteln schnell entstanden. Um die Bedürfnisse im Stand der Technik zu erfüllen, ist es unbedingt erforderlich, Milchsäure mit einem verglichen mit herkömmlichen Verfahren neuen hocheffizienten Verfahren zu erzeugen. Biopolymere auf Basis von Milchsäure können unter Umweltbedingungen leicht abgebaut werden und haben bezüglich der mechanischen Stabilität gute Eigenschaften, was die Verwendung von Milchsäure als Grundmaterial für die Polymersynthese geeignet macht.There the world market re lactic acid in the field of food and cosmetics in some ways is limited, there is a new need for the biodegradable Polymers and various solvents emerged quickly. To meet the needs to meet in the state of the art, It is essential to compare lactic acid with one usual Process to produce new high-efficiency process. biopolymers based on lactic acid can be easily degraded under environmental conditions and have regard to the mechanical stability good properties, indicating the use of lactic acid as the basic material for the Polymer synthesis makes it suitable.
Bis jetzt wurde Milchsäure unter Verwendung eines chargenweisen Fermentationsverfahrens hergestellt, das die Kultivierung der Milchsäurebakterien für mehr als 60 Stunden nach der Beimpfung und die Isolierung der Milchsäure aus dem Kulturmedium umfaßt. Das chargenweise Verfahren hat den Vorteil, daß die Milchsäureherstellung in einer hohen Konzentration von > 120 g/l erfolgt, obgleich sich ein kritischer Nachteil einer geringeren volumetrischen Produktivität von <5 g/l/h gezeigt hat. Um diese niedrige Produktivität auszugleichen, wurde das Fermentationsvolumen vergrößert, was wiederum die Kosten für die Herstellung der Fermentationseinrichtungen und die Wartung der Einrichtungen erhöht hat.To now became lactic acid produced using a batch fermentation process, the cultivation of lactic acid bacteria for more than 60 hours after inoculation and isolation of lactic acid the culture medium. The batch process has the advantage that the production of lactic acid in a high concentration of> 120 g / l, although a critical disadvantage of a lower volumetric productivity of <5 g / l / h Has. To compensate for this low productivity, that became Fermentation volume increases what again the cost of the production of fermentation equipment and the maintenance of the Facilities increased Has.
In einem alternativen Ansatz wurde im Stand der Technik das Zellrecyclingverfahren vorgeschlagen, wobei die Mikroorganismen in dem Fermenter zur Erhöhung der Produktivität konzentriert werden, um die niedrige Produktivität des chargenweisen Fermentationsverfahrens zu überwinden. Dieses Verfahren wendet das Prinzip an, daß sich die Konzentration des Enzyms für die Milchsäureherstellung mit der Zelldichte im Fermenter erhöht, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Halten der Milchsäurebakterien im Fermenter unter Verwendung von Isolierungstechniken, solche wie die Zentrifugation und die Membrantrennung; Kultivierung der Milchsäurebakterien in einem Medium enthaltend Zucker als eine Hauptkomponente; und Gewinnung der Kultur enthaltend Milchsäure.In an alternative approach, the prior art has proposed the cell recycling method, wherein the microorganisms in the fermenter are concentrated to increase productivity to overcome the low productivity of the batch fermentation process. This method employs the principle that the concentration of the enzyme for lactic acid production increases with the cell density in the fermenter, the method comprising the steps of: keeping the lactic acid bacteria in the fermenter using isolation techniques such as centrifugation and membrane separation; Culturing the lactic acid bacteria in a medium containing sugar as a main component; and recovering the culture containing lactic acid.
Das Zellrecyclingverfahren unter Verwendung der Membrantrennung wurde in den USA seit 1980 erforscht und 1987 haben Cheryan et al. berichtet, daß eine volumetrische Milchsäureproduktivität von 84 g/l/h und eine Milchsäurekonzentration von 117 g/l realisiert werden kann (siehe: Mehaia, M.A. und M. Cheryan, Process Biochemistry, Dez. 185-188, 1987). Cheryan et al. haben auch eine volumetrische Milchsäureproduktivität von 22 g/l/h und eine Milchsäurekonzentration von 89 g/l erfolgreich erreicht (siehe: Tejayadi, S. und M. Cheryan, Appl. Microbiol. Biotechnol., 43:242-248, 1995). Das Verfahren gemäß des Standes der Technik hat sich jedoch als wenig befriedigend erwiesen, da die Ergebnisse unter normalen Bedingungen für die kontinuierliche Fermentation nicht reproduzierbar sind (siehe: Timmer, J.M. und J. Kromkamp, FEMS Microbiology Reviews, 14:29-38, 1994). Eine Produktivität von 22 g/l/h und eine Konzentration von 89 g/l Milchsäurefermentationslösung gelten daher als höchste Leistung und Konzentration unter den Ergebnissen von Cheryan aus dem Jahre 1995.The Cell recycling method using the membrane separation was Researched in the US since 1980 and 1987, Cheryan et al. reported that one volumetric lactic acid productivity of 84 g / L / h and a lactic acid concentration of 117 g / l can be realized (see: Mehaia, M.A. and M. Cheryan, Process Biochemistry, Dec. 185-188, 1987). Cheryan et al. also have one volumetric lactic acid productivity of 22 g / L / h and a lactic acid concentration of 89 g / l (see: Tejayadi, S. and M. Cheryan, Appl. Microbiol. Biotechnol., 43: 242-248, 1995). The method according to the state However, the technique has proved to be less than satisfactory the results under normal conditions for continuous fermentation are not reproducible (see: Timmer, J. M. and J. Kromkamp, FEMS Microbiology Reviews, 14: 29-38, 1994). A productivity of 22 g / l / h and a concentration of 89 g / l lactic acid fermentation solution apply therefore as the highest Performance and concentration among the results of Cheryan from the Years 1995.
Obgleich viele Ergebnisse veröffentlicht wurden, die unter Verwendung des Zellrecyclingverfahrens in einer kontinuierlichen Fermentation von Milchsäure erhalten wurden, unterscheidet sich das Ergebnis von Cheryan et al. gegenüber anderen durch eine hohe Konzentration von > 90 g/l Milchsäure in der Fermentationslösung. Die Schwierigkeit hohe Konzentrationen an Milchsäure zu erhalten wird durch die starke Endprodukthemmung verursacht, die bei einer Milchsäurekonzentration von > 50 g/l einsetzt.Although many results published obtained using the cell recycling process in one continuous fermentation of lactic acid were distinguished the result of Cheryan et al. over others by a high Concentration of> 90 g / l lactic acid in the fermentation solution. The difficulty in obtaining high levels of lactic acid is due to which causes strong end-product inhibition at a lactic acid concentration of> 50 g / l.
Auf der anderen Seite wurden mehrstufige kontinuierliche Fermentationsverfahren entwickelt, um die Endprodukthemmung im Laufe der Milchsäurefermentation abzuschwächen, bei denen die Schritte der Kultivierung der Mikroorganismen und der Milchsäureproduktion getrennt werden, um eine hohe Produktivität zu erhalten: dies bedeutet, daß unter Verwendung einer mehrstufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage mit zwei oder mehr seriell miteinander verbundenen Fermentern das bakterielle Wachstum im ersten Fermenter erleichtert wurde, welcher eine relativ geringe Konzentration des Endproduktes enthält, um die Rate der Milchsäureproduktion von diesen Mikroorganismen aufrecht zu erhalten. Das Endprodukt wird dabei in den nachfolgenden Fermentern hergestellt, um die gewünschte hohe Konzentration zu erhalten.On the other side were multi-stage continuous fermentation processes developed to end product inhibition in the course of lactic acid fermentation mitigate, in which the steps of cultivating the microorganisms and the production of lactic acid be separated in order to obtain high productivity: this means that under Use of a multistage, continuous fermenter plant with two or more serially connected fermenters the bacterial growth was facilitated in the first fermenter, which contains a relatively low concentration of the final product to the Rate of lactic acid production to maintain these microorganisms. The final product is produced in the following fermenters to the desired high To get concentration.
Tatsächlich wurde von der mehrstufigen, kontinuierlichen Fermentation berichtet, welche 2 oder 10 Stufen umfaßt, daß sie eine hocheffiziente Herstellung von Ethanol erlaubt, welches ein typisches Produkt ist, dessen Herstellungsverfahren die Endprodukthemmung zeigt. Dies konnte auf andere Verfahren, solche wie die Herstellung von Milchsäure, monoklonalen Antikörpern, Enzymen und Arzneimittelflüssigkeiten angewendet werden (siehe: Gooijer, C.D., et al., Enzyme-Microb. Technol., 18:202-219, 1996). Basierend auf der Vorstellung über die Endprodukthemmung bei der Milchsäureherstellung, die die gleiche Erscheinung zeigt wie bei der Ethanolherstellung, haben Mulligan et al. zwei- und dreistufige, kontinuierliche Fermentationsverfahren durchgeführt und verbesserten die Produktivität der Milchsäureherstellung um 25 bzw. 57 % verglichen mit dem einstufigen Verfahren. Die Produktivität von Mulligan et al Methode war jedoch aufgrund der niedrigen Zellkonzentration von 2 bis 3 g/l relativ gering (z.B. 3 bis 5 g/l/h) (siehe: Mulligan, C.N., und B.F. Safi, Biotechnol. Bioeng., 38:1173, 1991).Actually became from the multi-stage, continuous fermentation reports which Includes 2 or 10 stages, that she a highly efficient production of ethanol is allowed which one typical product whose production process is the end product inhibition shows. This could be due to other processes, such as the manufacture of lactic acid, monoclonal antibodies, Enzymes and drug fluids (See: Gooijer, C.D., et al., Enzyme-Microb. Technol., 18: 202-219, 1996). Based on the idea of the End product inhibition in the production of lactic acid, which shows the same appearance as in ethanol production, have Mulligan et al. two- and three-stage, continuous fermentation and conducted improved productivity of lactic acid production by 25% and 57%, respectively, compared to the one-step process. The productivity of Mulligan et al method, however, was due to the low cell concentration from 2 to 3 g / l relatively low (e.g., 3 to 5 g / l / h) (see: Mulligan, C.N., and B.F. Safi, Biotechnol. Bioeng., 38: 1173, 1991).
Unter diesen Umständen wurden viele Versuche zur Herstellung von Milchsäure mit einem hocheffizienten Verfahren unter Kombination des Zellrecyclingverfahrens und des mehrstufigen, kontinuierlichen Fermentationsverfahrens durchgeführt. Als Problem hat sich jedoch gezeigt, daß die Produktionseffizienz verglichen mit der chemischen Synthese und der chargenweisen Fermentation nicht weiter verbessert werden kann: Dem gemäß wurden im Stand der Technik Verfahren zur Milchsäureherstellung mit hoher Konzentration und mit hoher Effizienz energisch erforscht, da die hocheffiziente Herstellung von Milchsäure auf andere organische Säuren, solche wie Essigsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Succinsäure angewendet werden kann.Under these circumstances Many attempts have been made to produce lactic acid with a high efficiency Method combining the cell recycling method and the multistage, continuous fermentation process carried out. When Problem has been found, however, that the production efficiency compared with chemical synthesis and batch fermentation can not be further improved: Accordingly, in the prior art Process for the production of lactic acid energetically explored with high concentration and with high efficiency, because the highly efficient production of lactic acid to other organic acids, such like acetic acid, formic acid, Citric acid, malic acid, maleic acid, fumaric acid and succinic acid can be applied.
Nabisco Brands Inc. verwendete seriell verbundene, zweistufige Fermenter, um die Endkonzentration von Essigsäure zu erhöhen, sowie Membranen zwischen den beiden Fermentern, um die Mikroorganismen in jedem Fermenter zu konzentrieren (siehe: US Patent Nr. 4,456,622). Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es sich bei dem Fermenter um einen Einzelfermenter handelt, wobei zwei nach dem chargenweisen Verfahren arbeitende Fermenter miteinander verbunden wurden, einfach um die Mikroorganismen nach der Fermentation wieder zu verwenden. Dementsprechend kann Essigsäure, verglichen mit der chemischen Synthese, nicht mit hoher Konzentration und Produktivität hergestellt werden.Nabisco Brands Inc. used serially connected two-stage fermenters to increase the final concentration of acetic acid and membranes between the two fermentors to concentrate the microorganisms in each fermentor (see: US Patent No. 4,456,622). However, it has been found that the fermenter is a single fermenter, two being by the batch process working fermenters were connected together, simply to reuse the microorganisms after fermentation. Accordingly, acetic acid can not be produced with high concentration and productivity as compared with the chemical synthesis.
Daher bestand fortwährend ein Bedürfnis zur Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Herstellung von Milchsäure auf hocheffiziente Art und Weise, die auf die Herstellung von anderen organischen Säuren angewendet werden kann.Therefore existed continually a need to develop a new process for the production of lactic acid highly efficient way of producing others organic acids can be applied.
Die
Nachteilig ist daher, dass die Produktivität des beschriebenen Fermentationsverfahrens für organische Säuren gering ist. Die technische Aufgabe war es daher Produktivität von Fermentationsverfahrens für organische Säuren zu steigern.adversely That is why productivity is of the described fermentation process for organic acids low is. The technical task was therefore productivity of fermentation process for organic acids to increase.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Die Erfinder haben versucht ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von hochkonzentrierter Milchsäure mit Hilfe einer hocheffizienten Fermentation zu etablieren, indem eine Zellen-recycelnder, mehrstufiger, kontinuierlicher Fermenteranlage mit zweistufig seriell miteinander verbundenen Fermentern angewendet wird und haben gefunden, daß die Milchsäure mit einer hohen Konzentration von > 90 g/l und einer Produktivität von > 50 g/l/h hergestellt werden kann. Dieses Verfahren kann effektiv auf andere Fermentationsverfahren zur Herstellung organischer Säuren, die auch die Endprodukthemmung zeigen, angewendet werden.The Inventors have attempted an improved method of manufacture of highly concentrated lactic acid with the help of a highly efficient fermentation by a cell-recycling, multi-stage, continuous fermenter plant applied with two-stage serially connected fermenters will and have found that the lactic acid with a high concentration of> 90 g / l and a productivity of> 50 g / l / h can be. This method can be effective on other fermentation methods for the production of organic acids, which also show the end product inhibition can be applied.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung organischer Säuren in einer hohen Konzentration und mit hoher Produktivität bereitzustellen.A The first object of the present invention is therefore a method for the production of organic acids in a high concentration and with high productivity.
Die andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zellen-recycelnde, mehrstufige, kontinuierliche Fermenteranlage mit seriell verbundenen Fermentern bereitzustellen.The Another object of the invention is to provide a cell-recycling, multi-stage, continuous fermenter system with serially connected fermenters provide.
Die technische Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung organischer Säuren durch Zellen-rückführende, mehrstufige, kontinuierliche Fermentation umfassend die Schritte der Kultivierung von organische Säuren herstellenden Bakterien in einem Fermentationsmedium und Gewinnung der organischen Säuren, die in der Kultur hergestellt wurden unter Anwendung einer Fermenteranlage mit seriell verbundenen, kontinuierlich betriebenen Fermentern, wobei jeder von diesen Fermentern einen Fermenterbottich, Temperatursteuerung, Rührer, pH-Wert-Steuerung, umfaßt; mit Pumpen für die Ausstromumwälzung der Medien aus den Fermentern; und mit Zellseparatoren zur Trennung und Umwälzung der Medien mit den Pumpen, wobei die abgetrennten Zellen in die Fermenter zurückge führt werden, und wobei die serielle Verbindung der Fermenter darin besteht, dass die Fermentationslösung zusammen mit filtrierter Fermentationslösung unter Steuerung des Einstroms in den zweiten Fermenter zugeführt wird, wobei die kontinuierliche Kultivierung ausgeführt wird bei einer Verdünnungsrate (Endflußrate/Gesamtfermentationsvolumen) von 0,3 bis 0,7h–1 und einem Entnahmeverhältnis (Entnahmerate/Verdünnungsrate) von 0,01 bis 0,1.The technical problem has been solved by a process for producing organic acids by cell-recycling, multi-stage, continuous fermentation comprising the steps of culturing bacteria producing organic acids in a fermentation medium and recovering the organic acids produced in the culture using a fermenter with serially connected, continuously operated fermentors, each of these fermenters comprising a fermentor vat, temperature control, stirrer, pH control; with pumps for the outflow circulation of the media from the fermenters; and with cell separators for separating and circulating the media with the pumps, wherein the separated cells are fed back into the fermenters, and wherein the serial connection of the fermenters is that the fermentation solution is fed together with filtered fermentation solution under control of the inflow into the second fermenter wherein the continuous cultivation is carried out at a dilution rate (final flow rate / total fermentation volume) of 0.3 to 0.7 hr -1 and a withdrawal ratio (withdrawal rate / dilution rate) of 0.01 to 0.1.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings
Die obige und die anderen Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung anschaulicher beschrieben, die in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen gegeben wird, wobei:The above and the other objects and features of the present invention are described more graphically by the following description, given in conjunction with the attached drawings, in which:
Detaillierte Beschreibung der Erfindungdetailed Description of the invention
Ein Verfahren zur Herstellung organischer Säuren mittels hocheffizienter Fermentation gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte: kontinuierliche Kultivierung von organische Säuren herstellenden Bakterien und Gewinnung der in der Kultur erzeugten organischen Säuren, Anwendung einer Zellenrecycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage mit einer Zellenrecycelnden Vorrichtung und seriell verbundenen Fermentern.One Process for the production of organic acids by means of highly efficient Fermentation according to the present Invention the steps: continuous cultivation of bacteria producing organic acids and recovery of the organic acids produced in the culture, application a cell recycling, multi-stage, continuous fermenter plant with a cell recycling device and serially connected Fermenters.
Die Zellen-recycelnde Vorrichtung umfaßt Zellseparatoren und Pumpen, wobei die Zellseparatoren Zentrifugen oder Membranseparatoren einschließen, insbesondere bevorzugt Membranseparatoren, um Mikroorganismen vom Wachstumsmedium und vom Fermentationsprodukt zu trennen. Unter den Umkehrosmosemembranen, Ultrafiltrationsmembranen und Mikrofiltrationsmembranen sind Ultrafiltrationsmembranen aufgrund der Nachteile anderer Membranen die geeignetsten Mittel zur Zelltrennung: Umkehrosmosemembranen haben eine relativ geringe Filtrationskapazität. Die Mikrofiltration hat trotz ihrer hohen Filtrationskapazität den Nachteil eines schnellen Rückganges der Leistungsfähigkeit aufgrund der Verstopfung mit Mikroorganismen aus der Fermentationslösung und/oder Mediumkomponenten. Um die hohe Filtrationskapazität der Mikrofiltration aufrecht zu erhalten werden zwei Filter abwechselnd in Betrieb gehalten und während des Betriebs des einen Filters sollen die Spuren oder Rückstände in dem anderen Filter ausgewaschen werden. Die Ultrafiltrationsmembran hat trotz ihrer geringen Filtrationskapazität den Vorteil eine längere Betriebszeit zu erlauben.The Cell-recycling device includes cell separators and pumps, wherein the cell separators include centrifuges or membrane separators, in particular prefers membrane separators to microorganisms from the growth medium and to separate from the fermentation product. Among the reverse osmosis membranes, Ultrafiltration membranes and microfiltration membranes are ultrafiltration membranes due to the disadvantages of other membranes the most suitable means for cell separation: reverse osmosis membranes have a relatively low Filtration capacity. The microfiltration has the disadvantage despite its high filtration capacity a quick decline the efficiency due to the clogging with microorganisms from the fermentation solution and / or Media components. To the high filtration capacity of microfiltration To maintain two filters are alternately kept in operation and while The operation of the one filter should be the traces or residues in the other filters are washed out. The ultrafiltration membrane despite its low filtration capacity has the advantage of a longer operating time to allow.
Da die Zuführung des Mediums, die Entfernung der Fermentationslösung, die Zelltrennung und das Zellrecycling in der Zellen-recycelnden Vorrichtung der Erfindung gleichzeitig geschehen, werden Fluxregelpumpen gebraucht, solche wie peristaltische Pumpen, Membranpumpen, Zahnradpumpen oder kombinierte Vorrichtungen derselben. Die Pumpen werden vor und nach den kontinuierlichen Fermentern und Zellseparatoren angeordnet oder zwischen den kontinuierlichen Fermentern und Zellseparatoren. Die Funktion der Pumpen ist es, das Medium in den Fermenter zu führen, die Fermentationslösung außerhalb des Fermenters umzuwälzen oder die Fermentationslösung aus dem Fermenter zu entfernen.There the feeder of the medium, the removal of the fermentation solution, the cell separation and cell recycling in the cell recycling device of the invention At the same time, flux control pumps are needed, such such as peristaltic pumps, diaphragm pumps, gear pumps or combined devices the same. The pumps are before and after the continuous fermenters and cell separators arranged or between the continuous Fermenters and cell separators. The function of the pumps is to to lead the medium into the fermenter, the fermentation solution outside to circulate the fermenter or the fermentation solution to be removed from the fermenter.
Die kontinuierlichen Fermenter können zu 2 bis 6 Stufen verbunden werden, abhängig von den Eigenschaften des Endproduktes.The continuous fermenter can be connected to 2 to 6 stages, depending on the characteristics of the final product.
Jeder der seriell verbundenen Fermenter umfaßt einen Fermenterbottich, Temperatursteuerung, Rührer, pH-Wert-Steuerung und wahlweise einen Gasinjektor (wenn ein Gas für das Wachstum des Mikroorganismus oder für die Bildung des Produktes benötigt wird). Im Falle von Milchsäurebakterien ist es aufgrund der anaeroben Bedingungen der Kultivierung nicht notwendig, zusätzliches Gas einzuleiten. Stickstoffgas könnte aber in den Fermenter injiziert werden, um vollständig anaerobe Bedingungen zu gewährleisten, die kritisch für andere Bakterien sein könnten, die andere organische Säuren herstellen. Weiterhin könnten Säuren oder Laugen in Form einer Lösung oder eines Gases in den Fermenter eingeleitet werden, um den pH-Wert der Fermentationslösung zu steuern.Everyone the serially connected fermenter comprises a fermenter vat, Temperature control, stirrer, pH control and optionally a gas injector (if a gas for the Growth of the microorganism or for the formation of the product needed becomes). In the case of lactic acid bacteria it is not due to the anaerobic conditions of cultivation necessary, additional To initiate gas. However, nitrogen gas could be injected into the fermenter to complete anaerobic conditions guarantee, the most critical for other bacteria could be the other organic acids produce. Furthermore could acids or alkalis in the form of a solution or a gas introduced into the fermenter to adjust the pH the fermentation solution to control.
Zur seriellen Verbindung der Zellen-recycelnden Fermenter wird die filtrierte Fermentationslösung aus der Zellen-recycelnden Vorrichtung in den zweiten Fermenter unter Steuerung des Einstroms zugeführt, und die Entnahme, mit der Mikroorganismen aus der Fermentationslösung entfernt werden, in den zweiten Fermenter unter Steuerung des Einstroms zugeführt, um die kontinuierliche Hochkonzentrierungs-Fermentation aufrecht zu erhalten. Die Fermentationslösung wird auch recycelt oder in den zweiten Fermenter abgeführt unter Verwendung der Zellen-recycelnden Vorrichtung, um die hocheffiziente Herstellung von hochkonzentrierter organischer Säure zu realisieren. Während der Zellen-recycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermentation werden die die organische Säure bildenden Bakterien durch das kontinuierliche Recycling der Mikroorganismen mit dem Zellseparator in dem Fermenter in hoher Konzentration gehalten. Dabei besteht die Fermentationsnährlösung aus Zuckern, solche wie Glukose, Laktose, Sukrose oder Stärke als Hauptkomponenten, die von außen zur Fermentationslösung hinzugefügt werden können. Die optimalen Bedingungen für die Fermentation von organischen Säuren können aufrecht erhalten werden, indem die Erhö hung der Zellkonzentration mit Hilfe von Pumpen verhindert wird, die kleine Mengen der Mikroorganismen-haltigen Fermentationslösung entfernen. Dabei kann die Verringerung der Fermentationsleistung mittels Pumpen zur Entfernung von Mikroorganismen-freier Fermentationslösung nach draußen verhindert werden.to The serial connection of the cell-recycling fermenter becomes the filtered one fermentation solution from the cell recycling device to the second fermenter supplied under control of the inflow, and the removal, with the microorganisms are removed from the fermentation solution, in the second fermenter fed under control of the inflow to the continuous high concentration fermentation upright receive. The fermentation solution is also recycled or discharged into the second fermenter below Use the cell-recycling device to the most efficient Production of highly concentrated organic acid to realize. During the Cell-recycling, multistage, continuous fermentation become the organic acid forming bacteria by the continuous recycling of microorganisms held in high concentration with the cell separator in the fermenter. The fermentation broth exists Sugars, such as glucose, lactose, sucrose or starch Main components from the outside to the fermentation solution added can be. The optimal conditions for the fermentation of organic acids can be maintained, by increasing the cell concentration is prevented by means of pumps, the Remove small amounts of the microorganism-containing fermentation solution. In this case, the reduction of the fermentation capacity by means of pumps to remove microorganism-free fermentation solution after outside be prevented.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird in der folgenden Beschreibung der Zellen-recycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage und dessen Arbeitsweise dargestellt.The Method according to the present invention Invention will be described in the following description of cell-recycling, multi-stage, continuous fermenter plant and its operation shown.
1. Zellen-recycelnde, mehrstufige, kontinuierliche Fermenteranlage1. Cell-recycling, multistage, continuous fermenter plant
Eine
Zellen-recycelnde Vorrichtung, die mit einem Zellseparator und Pumpen
ausgestattet ist, wird verwendet, um die Konzentration der Mikroorganismen
in einem kontinuierlichen Fermenter zu erhöhen. Die Mikroorganismen werden
getrennt und in den Fermenter zurückgeführt, während die Fermentationslösung, die die
erzeugte Milchsäure
und verbleibende Komponenten des Mediums enthält, filtriert wird und in den
zweiten kontinuierlichen Fermenter geführt wird. Beim Betreiben der
mehrstufigen, kontinuierlichen Fermentation werden die Mikroorganismen
allmählich
konzentriert, obwohl die Leistung der Pumpen und des Zellseparators
verringert wird. Daher sollte die Fermentationslösung mit einer konstanten Rate
entnommen und zusammen mit der filtrierten Fermentationslösung in
den zweiten Fermenter gegeben werden. Durch diese Entnahme erhöht sich
die Konzentration der Mikroorganismen auf ein hohes Niveau und erreicht
das Gleichgewicht und die Kultivierung kann im zweiten kontinuierlichen
Fermenter allmählich
fortfahren, wobei die Zellkonzentration durch die Filtrationsvorrichtung,
die die gleiche Funktion wie in der vorherigen Stufe hat, fortdauernd
aufrecht erhalten wird (siehe:
Um die organische Säure kontinuierlich und stetig unter Verwendung der Zellenrecycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage herzustellen, sollte der Langzeitbetrieb mit gleichbleibendem Fermentationsvolumen, gleichbleibender Konzentration von Mikroorganismen und gleichbleibendem Fermentationssubstrat, beibehalten werden, um das Gleichgewicht der kontinuierlichen Fermentation zu erreichen.Around the organic acid continuously and steadily using the cell recycler, multistage, continuous fermenter plant should produce the long-term operation with constant fermentation volume, consistent Concentration of microorganisms and constant fermentation substrate, be maintained to balance the continuous fermentation to reach.
2. Betrieb2nd operation
Wie bereits vollständig früher beschrieben schließen die Betriebsfaktoren, die bei jeder Fermentationsstufe in der Zellen-recycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermentation kritisch sind, das Fermentationsvolumen, die Flußrate des Mediums und die Entnahmerate der Mikroorganismen ein. Die geeigneten Bereiche für diese Faktoren können aus der Simulationsstudie optimiert werden, obwohl sie durch wirkliche Experimente verifiziert werden sollten. Die höchste Produktivität der hochkonzentrierten organischen Säuren kann mit dem kleinsten Fermentationsvolumen unter optimierten Bedingungen erreicht werden. Diesbezüglich führten die Erfinder die Zellen-recycelnde kontinuierliche Fermentation mit der seriell verbundenen, zweistufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage zusammen mit der Simulationsstudie durch. In der zweistufigen kontinuierlichen Fermenteranlage wurde das Fermentationsvolumenverhältnis, die Flußrate des Mediums und die Entnahmerate der Mikroorganismen durch das Verhältnis der Verdünnungsrate (D, abschließende Flußrate/Gesamtfermentationsvolumen) und das Entnahmever hältnis (Entnahmerate/Verdünnungsrate) gesteuert. Als Ergebnis wurde bestimmt, daß die optimierten Bedingungen für die Milchsäureherstellung mit einer hohen Konzentration und hoher Produktivität die folgenden sind: die Verdünnungsrate von 0,3 bis 0,7 h–1, das Entnahmeverhältnis von 0,01 bis 0,1 in jeder Stufe und die Fermentationsvolumenrate von 10:1 bis 0,3:1.As previously described fully, the operating factors that are critical at each fermentation stage in the cell-recycling, multi-stage, continuous fermentation include fermentation volume, medium flow rate, and microorganism removal rate. The appropriate ranges for these factors can be optimized from the simulation study, though they should be verified by real experiments. The highest productivity of highly concentrated organic acids can be achieved with the smallest fermentation volume under optimized conditions. In this regard, the inventors carried out the cell recycling continuous fermentation with the serially connected, two-stage, continuous fermentor plant along with the simulation study. In the two-stage continuous fermenter system, the fermentation volume ratio, the flow rate of the medium and the rate of withdrawal of the microorganisms were controlled by the ratio of the dilution rate (D, final flow rate / total fermentation volume) and the withdrawal ratio (withdrawal rate / dilution rate). As a result, it was determined that the optimized conditions for the lactic acid production with a high concentration and high productivity are as follows: the dilution rate of 0.3 to 0.7 h -1 , the withdrawal ratio of 0.01 to 0.1 in each stage and the fermentation volume rate of 10: 1 to 0.3: 1.
Die serielle Verbindung zur zweistufigen kontinuierlichen Fermenteranlage erhöhte die Produktivität der Milchsäure um 100 % oder mehr, verglichen mit den Ergebnissen von Cheryan et al. von 1995, was anzeigt, daß das vorliegende Verfahren bezüglich seiner Leistungsfähigkeit gegenüber der einzelstufigen kontinuierlichen Fermentation, gegenüber der chargenweisen Fermentation oder gegenüber der chemischen Synthese verbessert wurde. Zusätzlich kann die hocheffiziente Herstellung von anderen organischen Säuren durch Anwendung der Zellenrecycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage auf die Herstellung von anderen organischen Säuren, die ebenfalls eine Endprodukthemmung zeigen, solche wie Essigsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Fumarsäure oder Succinsäure, realisiert werden.The serial connection to the two-stage continuous fermenter system increased the productivity of lactic acid by 100% or more, compared to the results of Cheryan et al. from 1995, indicating that the present method with respect to its efficiency across from the single-stage continuous fermentation, compared to the batch fermentation or chemical synthesis was improved. additionally can through the highly efficient production of other organic acids Application of cell recycling, multistage, continuous Fermenter plant on the production of other organic acids, which also show an end product inhibition, such as acetic acid, formic acid, citric acid, malic acid, maleic acid, fumaric acid or succinic acid, will be realized.
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Beispielen weiter illustriert, die den Schutzbereich der Erfindung nicht begrenzen sollen. Im besonderen kann das Verfahren zur Herstellung organischer Säuren mittels Hochleistungsfermentation gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur auf die Milchsäure, wie in den Beispielen dargestellt, angewendet werden, sondern auch auf andere organische Säuren, die die Endprodukthemmung zeigen. Dementsprechend deckt die vorliegende Erfindung alle Verfahren zur Herstellung organischer Säuren, einschließlich Milchsäure, durch Anwendung der Zellen-recycelndend, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage ab.The the present invention is further illustrated in the following examples, which are not intended to limit the scope of the invention. In particular For example, the process for producing organic acids by high performance fermentation according to the present Invention not only on the lactic acid, as in the examples shown to be applied, but also to other organic acids, which show the end product inhibition. Accordingly, the present covers Invention all processes for the production of organic acids, including lactic acid, by Application of cells-recycling, multistage, continuous Fermenter from.
Beispiel 1: chargenweise FermentationExample 1: batchwise fermentation
Die
chargenweise Fermentation wurde durchgeführt, um die Produktivität und die
Konzentration der Milchsäure
unter Verwendung der Milchsäurebakterien
Lactobacillus rhamnosus (ATCC 108863) zu untersuchen: 1 ml Aliquots
von L. rhamno sus wurden in Glycerin-haltigem MRS (Difco, USA) bei –70 °C für die spätere Verwendung
als Animpf-Keim gelagert. Die Medien für die chargenweise Fermentation
enthalten 150 g/l Glukose, 15 g/l Hefeextrakt (Difco, USA) 2,5 g/l
KH2PO4, 0,5 g/l
Na3-Citrat·2H2O,
0,2 g/l MgSO4·7H2O,
0,03 g/l MnSO4·H2O,
0,03 g/l FeSO4·7H2O,
0,03 g/l ZnSO4·7H2O
und 0,015 ml/l H2SO4.
100 ml MRS-Medium wurden mit Animpf-Keimen angeimpft, für 12 Stunden
unter Schütteln
kultiviert und das Kulturmedium in einen 2-Liter-Fermenter überführt. Danach
wurde Salmiakgeist in das Fermentationsmedium hinzugefügt, um die
Milchsäure,
die während
der Fermentation erzeugt wurde zu neutralisieren und, um einen pH-Wert
von 6,0 zu erreichen. Die Fermentation wurde bei einer gleichmäßigen Temperatur
von 42 °C
durchgeführt.
Die Zellkonzentration in der Fermentationslösung wurde durch den Kehrwert
des OD bei 620 nm im Spektrophotometer (Ultraspec-300, Pharmacia,
England) gemessenen Wertes nach Verdünnung der Fermentationslösung erhalten. Die
Glukose- und Milchsäurekonzentrationen
in der Fermentationslösung
wurden durch HPLC mit einem RI-Detektor gemessen, nachdem die Fermentationslösung zentrifugiert
wurde und die Mikroorganismen entfernt wurden, wobei Aminex HPX-87H
(Biorad, USA) als HPLC-Säule
verwendet wurde und 10 μl
10-fach verdünnte Fermentationslösung eingespritzt
wurde. Die Zell-, Glukose- und Milchsäurekonzentrationen während des
Fermentationsverfahrens wurden für
60 Stunden mit der oben beschriebenen Methode bestimmt (siehe:
Beispiel 2: Zellen-recycelnde, einzelstufige, kontinuierliche FermentationExample 2: Cell Recycling, single-stage, continuous fermentation
Die Zellen-recycelnde, einzelstufige, kontinuierliche Fermentation wurde mit einem Fermentationsvolumen von 250 ml unter Verwendung einer Hohlfaserultrafiltrationsmembran (UFP-500-C-4A, A/G Technology, USA) durchgeführt, um die Ver besserung der Produktivität und Milchsäurekonzentration verglichen mit jenen der chargenweisen Fermentation in Beispiel 1 zu beobachten. Die Fermentation wurde unter zwei Bedingungen ausgeführt: 1) Entnahmeverhältnis 0,042 und Verdünnungsrate 0,62 h–1; und 2) Entnahmeverhältnis 0,078 und Verdünnungsrate 0,72 h–1. Die Zusammensetzung des Mediums wird in Tabelle 1 gezeigt.The cell-recycling, single-stage, continuous fermentation was carried out with a fermentation volume of 250 ml using a hollow fiber ultrafiltration membrane (UFP-500-C-4A, A / G Technology, USA) to improve the productivity and lactic acid concentration compared to those of the observed batchwise fermentation in Example 1. The fermentation was carried out under two conditions: 1) withdrawal ratio 0.042 and dilution rate 0.62 h -1 ; and 2) withdrawal ratio 0.078 and dilution rate 0.72 h -1 . The composition of the medium is shown in Table 1.
Tabele 1 Table 1
Als Ergebnis konnte bestimmt werden, daß die Zellkonzentration 120 und 90 g-DCW (Zell-Trockengewicht)/l bzw., daß die Milchsäureproduktivität 33 bzw. 38 g Milchsäure/l/h betrug. Obgleich die Werte höher waren als jene der chargenweisen Fermentation, war die Konzentration der Milchsäure unter den beiden Versuchsbedingungen geringer als 50 g/l, was anzeigte, daß eine wesentliche Verbesserung nicht erreicht wurde. Da sich die Aktivität der Mikroorganismen zur Herstellung von Milchsäure bei der hohen Milchsäurekonzentration von 50 g/l verringerte, konnte die Milchsäurekonzentration trotz der hohen Zellkonzentration von 120 g-DCW/l nicht erhöht werden. Aus den obigen Ergebnissen konnte geschlossen werden, daß ein niedriges Niveau der Verdünnungsrate aufrecht erhalten werden muß oder eine Zellen-recycelnde, mehrstufige, kontinuierliche Fermentation eingeführt werden muß, um hochkonzentrierte Milchsäure herzustellen.When Result it could be determined that the cell concentration was 120 and 90 g DCW (dry cell weight) / l or that the Lactic acid productivity 33 or 38 g lactic acid / l / h amounted to. Although the values are higher were as those of batch fermentation, concentration was the lactic acid less than 50 g / l under the two experimental conditions, indicating that one significant improvement was not achieved. As is the activity of microorganisms for the production of lactic acid at the high lactic acid concentration decreased from 50 g / l, the lactic acid concentration, despite the high cell concentration of 120 g DCW / L can not be increased. From the above results it could be concluded that a low Level of dilution rate must be maintained or a cell-recycling, multistage, continuous fermentation introduced must become, to highly concentrated lactic acid manufacture.
Beispiel 3: Zellen-recycelnde, zweistufige, kontinuierliche FermentationExample 3: Cell Recycling, two-stage, continuous fermentation
Die
hohe Produktivität
der Milchsäurefermentation
wurde durch Anwendung der Zellen-recycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen
Fermenteranlage erreicht, wobei die Produktivität höher lag als bei der chargenweisen
Fermentation oder bei der Zellen-recycelnden einstufigen Fermentation:
zwei kontinuierliche Fermenter wurden seriell miteinander verbunden;
die Zellkonzentration in jedem Fermenter wurde bei über 100
g DCW/l aufrecht erhalten; die Milchsäurekonzentration im ersten
und zweiten Fermenter wurden in einem Bereich von 40 bis 60 g/l
bzw. über
90 g/l aufrecht gehalten. Die Ultrafiltrationsmembranen UFP-100H-6A
(A/G Technology, USA) und Pellicon-2mini B-100V (Millipore Co.,
USA) wurden verwendet und das Fermentationslösungsvolumen in jedem Fermenter
wurde bei etwa 600 ml gehalten. Es wurden die gleichen Medien wie
in Beispiel 2 verwendet, außer
daß 105
g/l Glukose und 13 g/l Hefeextrakt kontinuierlich hinzugefügt wurden.
Das Entnahmeverhältnis
wurde im Bereich von 0,02 bis 0,08 und die Verdünnungsrate von 0,5 h–1 bis
0,6 h–1 kontrolliert
gehalten. Eine Dauer von 45 Stunden für die Fermentation reichten
aus, um Gleichgewichtsbedingungen zu erreichen (siehe:
Wie oben klar veranschaulicht und demonstriert, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Milchsäure durch eine Hochleistungsfermentation bereit unter Anwendung einer Zellen-recycelnden, mehrstufigen, kontinuierlichen Fermenteranlage mit seriell verbundenen Zellen-recycelnden kontinuierlichen Fermentern. Gemäß dem vorliegenden Verfahren kann hochkonzentrierte Milchsäure von 90 g/l mit der hohen Produktivität von 50 g/l/h hergestellt werden, was viel höher ist als die bei herkömmlichen Methoden erreichten Werte. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf die Herstellung von anderen organischen Säuren, solche wie Essgisäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, und Succinsäure, die die Endprodukthemmung zeigen, angewendet werden.As clearly illustrated and demonstrated above, the present invention provides a process for the production of lactic acid by high performance fermentation using a cell-recycling, multi-stage, continuous fermentor system with serially linked cell-recycling continuous small fermenters. According to the present process, high-concentration lactic acid of 90 g / l can be produced with the high productivity of 50 g / l / h, which is much higher than that achieved by conventional methods. In addition, the present invention can be applied to the preparation of other organic acids such as acetic, formic, citric, malic, maleic, fumaric, and succinic acids, which exhibit end-product inhibition.
Es ist für Fachleute offensichtlich, daß gewisse Änderungen und Modifikationen bei dieser Erfindung durchgeführt werden können, ohne den Sinn oder den Schutzumfang der Erfindung, wie hier dargestellt wurde, zu verlassen.It is for Professionals obvious that certain changes and modifications can be made in this invention without the spirit or scope of the invention as shown here was to leave.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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Owner name: SAMCHULLY PHARM. CO., LTD., SEOUL, KR Owner name: KOREA ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY |
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